富勒烯與II-VI族量子點(diǎn)復(fù)合體系光電荷轉(zhuǎn)移研究.pdf

1、富勒烯C60分子由于其特殊的籠狀高度對(duì)稱、三維共軛π電子結(jié)構(gòu)、遍布整個(gè)紫外可見光區(qū)的電子光譜、較低的還原勢(shì)、電子轉(zhuǎn)移過(guò)程中較小重組能及其穩(wěn)定性，在具有光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移特性的新型光電材料開發(fā)方面已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。PCBM作為富勒烯衍生物不但具有 C60的優(yōu)異特性，還具有溶解性好，易成膜等特點(diǎn)。一維 C60納米材料具有C60分子所具有的結(jié)構(gòu)特性，又具有納米纖維所具有的線性特征。量子點(diǎn)(quantum dots， QDs)具有尺寸依賴的電子結(jié)構(gòu)、

2、較大的消光系數(shù)和多激子效應(yīng)，使得其作為光子受體具有很強(qiáng)的優(yōu)越性。
　　在本論文中，通過(guò)旋涂的制樣方法制備了 PCBM-QDs復(fù)合薄膜，利用液液界面沉淀法(Liquid-liquid interface precipitation，LLIP)和在位生長(zhǎng)法制備了較大長(zhǎng)徑比的C60納米棒和不同量子點(diǎn)修飾的 C60納米棒，并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描探針顯微鏡(SPM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射分析儀(XRD)、傅里

3、葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)、穩(wěn)態(tài)-瞬態(tài)熒光光譜儀(PL)、表面光電壓譜(SPS)測(cè)試等對(duì)其形貌和光電性質(zhì)進(jìn)行了初步的研究。具體的研究工作主要包含以下三個(gè)方面：
　　1.PCBM與紅色CdSe/CdS/ZnS QDs復(fù)合材料光電性能的研究
　　通過(guò)調(diào)節(jié)旋涂溶液濃度和旋涂轉(zhuǎn)速探究了PCBM和CdSe/CdS/ZnS QDs合適的成膜條件，并以此成膜轉(zhuǎn)速和成膜濃度旋涂二者的復(fù)合物，制備了給體

4、-受體復(fù)合的薄膜。SPM測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合薄膜的均一性和致密性均良好，復(fù)合薄膜的SPV比PCBM的顯著增強(qiáng)，并且PL測(cè)試結(jié)果表明熒光強(qiáng)度比原CdSe/CdS/ZnS QDs薄膜有一定程度的熒光淬滅，QDs和復(fù)合薄膜的熒光量子產(chǎn)率分別為83.44％，3.79%：瞬態(tài)熒光光譜測(cè)試計(jì)算得到淬滅效率為86.43%。
　　2.一維富勒烯納米棒的制備及其性能研究
　　通過(guò) LLIP法制備出了具有較大長(zhǎng)徑比的 C60納米棒，樣品的分布比較均

5、勻且相互之間沒有纏繞。通過(guò)TEM觀察到C60納米棒的截面是正六邊形，并利用SEM及熱失重分析儀(TGA)對(duì)C60納米棒的熱穩(wěn)定性進(jìn)行探究，通過(guò)SPM對(duì)C60納米棒進(jìn)行微區(qū)電勢(shì)的探究，C60納米棒與氯金酸的反應(yīng)說(shuō)明C60納米棒的還原性，激光顯微拉曼光譜儀測(cè)試反應(yīng)后的C60納米棒拉曼信號(hào)有明顯增強(qiáng)。
　　3.綠色與藍(lán)色CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)修飾 C60納米棒的制備及光電性能研究
　　利用液液界面沉淀法和在位生長(zhǎng)法制備出了

6、具有較大長(zhǎng)徑比的兩種量子點(diǎn)修飾 C60納米棒，合成的量子點(diǎn)修飾 C60納米棒與單純 C60納米棒具有相同的面心立方結(jié)構(gòu)，且量子點(diǎn)以弱的范德華力大量的包覆在 C60納米棒上。UV-Vis光譜圖、熒光光譜和 SPV等測(cè)試結(jié)果表明，量子點(diǎn)修飾C60納米棒的吸收拓展到了可見光區(qū)且吸收強(qiáng)度極大，在量子點(diǎn)和C60納米棒的界面間發(fā)生了極強(qiáng)的熒光猝滅現(xiàn)象，SPV信號(hào)與單純C60相比有很大的增強(qiáng)。通過(guò)測(cè)量熒光量子產(chǎn)率和瞬態(tài)熒光光譜得到的淬滅效率，對(duì)不同量